鋁軋制工藝對鋁制造業(yè)至關重要,，精確的溫度測量對于確保高質量的產(chǎn)品產(chǎn)量和保護設備至關重要,。該工藝通過冷軋,、直接鑄造和連續(xù)鑄造等各種方法生產(chǎn)鋁卷,，在確定材料的最終性能方面起著根本性的作用,。

在此過程中,，鋁板或鋁坯根據(jù)所需的材料特性進行冷加工或熱加工,。冷軋通過改變鋁的微觀結構來增加鋁的強度和硬度，但也使材料更脆,。相反,，熱加工在 260°C 至 510°C 之間的溫度下進行，具體取決于合金,，通過防止加工硬化來保持鋁的延展性,。當鋁通過軋機時，其溫度會發(fā)生很大變化 – 從最初的預熱階段的 200°C 左右,，進入軋機時升至約 450°C,，然后在離開時降至 100°C 以下。

這一過程中的關鍵挑戰(zhàn)之一是鋁的精確溫度測量,，特別是由于鋁的表面反射率高,。鋁的發(fā)射率低，紅外光譜中的反射率高,，因此很難用紅外熱像儀測量,。尤其是拋光或光亮的鋁，其發(fā)射率非常低,，對于長波長紅外設備來說,，發(fā)射率通常在 0.02 到 0.1 之間。這種低發(fā)射率意味著與其他材料相比,，鋁發(fā)射的紅外輻射非常少,，這使得長波長紅外熱像儀難以提供準確的溫度讀數(shù)。此外,，鋁的發(fā)射率會隨溫度而變化,，這進一步增加了精確測量的復雜性,。短波長紅外熱像儀通常具有更高的評估溫度范圍,，通常與鋁加工中使用的溫度不兼容，因此不太適合這些應用,。

利用楔形效應：克服紅外溫度測量中的發(fā)射率挑戰(zhàn)
解決溫度測量中發(fā)射率挑戰(zhàn)的一種有效方法是關注線圈形成楔形的點,，從而為紅外輻射創(chuàng)建一個幾乎封閉的腔體。在這個楔形的最深處，腔體充當虛擬黑體,，發(fā)射率穩(wěn)定在 1 附近,。這種方法稱為楔形法，對于測量拋光鋼帶的溫度特別有效,，拋光鋼帶的發(fā)射率通常較低,，約為 0.37。楔形自然形成在卷繞的鋼帶內(nèi),，使其成為準確讀取溫度的最佳位置,。

紅外熱成像中的楔形效應解釋了為什么楔形結構內(nèi)的表面比平面具有更高的表觀發(fā)射率。這種增加的發(fā)射率是由于楔形內(nèi)紅外輻射的多次反射,，輻射從壁上反射,，增強了吸收和重新發(fā)射的可能性。這個過程創(chuàng)造了一個非常接近完黑體的環(huán)境,，無論材料的自然發(fā)射率如何,，發(fā)射率都接近 0.998。這種現(xiàn)象顯著降低了發(fā)射率變化和背景輻射對溫度測量的影響,。為了使楔形效應有效,，楔形的深度必須大大超過其開口。

Xi410 紅外熱像儀盡管是長波長設備,，但可以自主利用楔形效應,。通過在 PIXConnect 軟件中配置感興趣區(qū)域 (ROI)，熱像儀可以準確識別最高溫度,，以捕獲鋁卷楔形內(nèi)的最高溫度,。然后，Xi410 可以通過模擬輸出或數(shù)字接口將熱數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)娇删幊踢壿嬁刂破?(PLC),，確保實時精確可靠的溫度監(jiān)測,。

實惠的溫度檢測

對于軋制高品質產(chǎn)品而言，決定性的區(qū)別在于精確的溫度控制,。如果精確保持所需的溫度,，則可以確保產(chǎn)品質量并避免對軋輥機架造成損壞。此應用適用于軋制過程中卷取機或軋輥與產(chǎn)品之間使用的楔形測量技術,，該技術消除了低溫和可變發(fā)射率帶來的挑戰(zhàn),，還消除了背景反射影響。這使制造商能夠實施連續(xù)的過程溫度監(jiān)控,。它確保系統(tǒng)在整個生產(chǎn)過程中持續(xù)跟蹤溫度變化,，允許實時調(diào)整并支持記錄工藝和工具溫度，提供對生產(chǎn)過程的洞察,，并實現(xiàn)閉環(huán)控制以進行自動調(diào)整,，從而保持最佳條件并防止偏差,。

任何 Optris 長波長相機都可以表現(xiàn)出楔形效應，以準確測量冷軋和卷取應用中的帶鋼溫度,。在此應用中,，Xi 系列的自主熱像儀提供了多種接口選項，使相機能夠輕松集成到新的或現(xiàn)有的過程控制系統(tǒng)中,。與競爭對手的其他解決方案不同,，在這個具有挑戰(zhàn)性的應用中，無需特殊軟件或波長集,，因為 Optris 紅外攝像機將以實惠的價格測量楔形效應,。